摘 要：传统故障后果分析（FMEA）法在配电网可靠性计算中存在数据计算量大和计算速度等问题，文章提出一种对配电网拓扑结构的编号方法，同时采用蚁群算法优化了传统FMEA法的寻路过程，减小了算法的计算量。算例结果表明，该方法具有传统FMEA法的准确性，其计算量相对于传统方法更低，计算速度更快。
关键词：配电网可靠性评估；FMEA；编号；蚁群算法
引言
随着国民生产水平的高速发展，工业生产和市政生活对供电的可靠性要求也逐渐升高，而配电网的可靠性很大程度上决定了电能供应的可靠性[1]。
演绎法和计算法是评估配电系统可靠性的两种方法。计算法中故障后果分析（Failure Mode and Effect Analysis，FMEA）法在工程实践中最为常用[2-3]，但传统的FMEA法在结构复杂的电网中，为枚举故障时间表而产生的深度和广度搜索量将剧增，故其时间复杂度高，速度较慢[4]。为此，人们提出了FMEA的改进算法，包括回溯逆流法[5-6]、故障元件遍历法[7]和最小路径法[8-9]等。文献[10]提出用网络等值法取代FMEA法，并且运用“树结构”描述拓扑结构完成数据整理过程。文献[11-12]考虑了预停电对可靠性影响。文献[13]引入了开关故障对可靠性分析的影响， 并且运用广度优先搜索技术实现转供的判断。但上述方法较之FMEA法在可靠性指标的准确度上有所降低。
文章选用基于元件组合关系的FMEA方法，提出一种拓扑结构的编号系统理论方法，并采用蚁群算法（Ant Colony Algorithm，ACA）优化了故障相关联线路的搜索寻路过程，一定程度上解决了传统FMEA法的编号复杂，计算量较大和计算速度较慢的不足。
1 可靠性计算新模型
中压配电网采用的多分支环网接线、树状开环运行的拓扑结构，与高压网架有显著的差别。文章提出一种用于配电网结构的编号方法，通过对线路节点编号，并把线路相关联的开关元件等信息附在相应的节点编号上，用来表明线路元件联络的拓扑关系，并用以实现复杂、大规模配电网络的快速可靠性评估与计算分析。
1.1 配电网结构化编号原理
根据中压配电网络的结构及特点，要求节点的编号完全反应线路的拓扑结构，考虑到配电网线路主要由主干线、一级、二级等支线等构成，节点结构化编号思想为：
主干线编号为二位编号，起始编号为10，以此沿线的主干线编号顺序依次加1。一级支线在主干线二位的基础上增添两位，为四位编号，其编号的前两位是引出该支线的主干线杆塔编号，后两位是支线编号，从01开始，此后依次加1，如1101。其余各级支线编号方法在继承上一级节点编号的基础上增加两位数，类似前述说明。
由结构化编号方法，生成如下的编号矩阵，其中矩阵中的每个元素代表一个方格，非零值代表可行解，并且将距离、开关等信息导入。
该示例拓扑结构生成的编号矩阵：
手机版
欢迎光临汇博在线http://www.paper188.com